Когато гигантската радио галактика Messier 87 (M 87) отприщи порой от гама радиация и радиоток, се случи международно сътрудничество от 390 учени. Те отчитат откритието в седмичния брой на Science Express.
Резултатите дават първи експериментални доказателства, че частиците се ускоряват до изключително високи енергии в непосредствена близост до свръхмасивна черна дупка и след това излъчват наблюдаваните гама лъчи. Гама лъчите имат енергия трилион пъти по-висока от енергията на видимата светлина.
Матиас Бейлике и Хенрик Кравчински, двамата физици от Вашингтонския университет в Сейнт Луис, координираха проекта, използвайки сътрудничеството с много енергична радиационна система за телескопични масиви (VERITAS). Усилията включваха три масива от 12-метрови (39-футови) до 17-метрови (56-футови) телескопи, които откриват много високоенергийни гама лъчи, и много дълъг базов ред (VLBA), който открива радиовълни с високо пространствено прецизност.
„Бяхме планирали наблюдения на гама-лъчи на M 87 в тясно сътрудничество с трите основни обсерватории за гама-лъчи VERITAS, H.E.S.S. и MAGIC, и ние имахме късмет, че необичаен гама-лъч се случи точно когато източникът беше наблюдаван с VLBA и неговата впечатляваща способност за пространствено разрешаване “, каза Бейлике.
„Само комбинирането на радио наблюдения с висока разделителна способност с VHE гама-наблюдения ни позволи да открием мястото на производството на гама-лъчи“, добави Р. Крейг Уокър, служител в Националната обсерватория за радиоастрономия в Сокоро, Ню Мексико ,
М 87 се намира на разстояние 50 милиона светлинни години от Земята в девствения куп на галактиките. Черната дупка в центъра на M 87 е шест милиарда пъти по-масивна от Слънцето.
Размерът на не въртяща се черна дупка се определя от радиуса на Шварцшилд. Всичко - материя или радиация - което идва в радиус на Шварцшилд от центъра на черната дупка, ще бъде погълнато от него. Радиусът на Шварцшилд на свръхмасивната черна дупка в M 87 е сравним с радиуса на нашата Слънчева система.
В случай на някои свръхмасивни черни дупки - както в M 87 - материята орбитира и се приближава до черната дупка засилва силно релативистични отливи, наречени струи. Материята в струите се отдалечава от черната дупка, избягвайки от смъртоносната си гравитационна сила. Самолетите са едни от най-големите обекти във Вселената и те могат да достигнат много хиляди светлинни години от околността на черната дупка в междугалактичната среда.
Много високоенергийната гама-излъчване от М 87 е открита за първи път през 1998 г. с телескопите HEGRA Черенков. „Но дори и днес, M 87 е един от само около 25 източника извън нашата галактика, известен с това, че излъчва [много високоенергийни] гама лъчи“, казва Бейлике.
Новите наблюдения показват, че ускорението на частиците и последващото излъчване на гама лъчи могат да се случат в самата „вътрешна струя“, по-малко от около 100 радиуса на Шварцшилд от черната дупка, което е изключително тясно пространство в сравнение с общ размер на струята или галактиката.
В допълнение към VERITAS и VLBA, в тези наблюдения са включени Високоенергийната стереоскопична система (H.E.S.S.) и главните атмосферни гама-рентгенологични обсерватории Черенков (MAGIC).
Надпис на оловно изображение: Концепцията на художниците за вътрешното ядро на M87: Черна дупка, акредиращ диск и вътрешни струи. Кредит: Бил Сакстън, NRAO / AUI / NSF
Второ изображение: Мащабно VLA изображение на M87: Бял кръг показва зоната, в която телескопите с гама-лъчи биха могли да покажат, че се излъчват много енергийните гама лъчи. За да стесните местоположението, допълнително се изисква VLBA. КРЕДИТ: NRAO / AUI / NSF
Колаж: Горе вляво VLA изображение на галактиката показва радиоизлъчващите струи в мащаб от около 200 000 светлинни години. Следващите увеличения се приближават към ядрото на галактиката, където пребивава свръхмасивната черна дупка. В концепцията на художника (фон). черната дупка, илюстрирана в центъра, е около два пъти по-голяма от нашата Слънчева система, малка част от размера на галактиката, но задържаща около шест милиарда пъти повече от масата на Слънцето. Кредит: Бил Сакстън, NRAO / AUI / NSF
Източници: наука и Националната обсерватория за радиоастрономия, чрез EurekAlert.
